[發明專利]一種便攜式直流高壓電弧電離源裝置及樣品分析方法

在審

• 申請號: 202211258673.8
• 申請日: 2022-12-21
• 公開（公告）號: CN115662871A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 鄒春勇;王雙龍;董曉峰;薛又菡;肖芳榮
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: H01J49/12
• 分類號: H01J49/12;H01J49/02;H01J49/04
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

本發明涉及一種便攜式直流高壓電弧電離源裝置及樣品分析方法，其中，直流高壓電弧電離源裝置包括腔體、低壓電源、升壓整流控制組件、便攜式直流高壓電弧電離源裝置離子生成組件和離子傳輸組件，低壓電源和升壓整流控制組件集成在腔體內部；低壓電源用于提供能量源，升壓整流控制組件用于變換形成直流高電壓，離子生成組件對固體、液體和氣體三種形態樣品進行電離，離子傳輸組件將待測物離子傳輸到質譜儀進行檢測。高壓直流等離子電弧在對目標物進行電離能降低雜峰離子對目標離子帶來的干擾；本發明裝置為手持式結構，便于攜帶；同時結構簡單，操作簡便，維護方便，生產成本低。

技術領域

本發明涉及質譜分析技術領域，尤其是涉及一種便攜式直流高壓電弧電離源裝置及樣品分析方法。

背景技術

原位質譜（AMS）技術又名直接離子化質譜分析技術，是一類在常溫大氣壓條件下，直接對無處理或簡單前處理的目標待測物進行實時在線檢測的質譜分析技術。目前常見的運用較廣的直接離子化技術主要有電噴霧萃取電離（EESI）、電噴霧解吸電離(DESI)、實時在線分析（DART）、激光消融電噴霧電離（LAESI)、電噴霧輔助激光解吸電離（ELDI）等，這些質譜分析技術都具有高通量、無需樣品預處理或簡單預處理、實時在線分析的特點。

上述直接離子化裝置在對樣品待測物進行離子化前，大多需要連接較多的輔助儀器，例如高壓電源、精密樣品進樣泵、高壓氣瓶、高能激光發射器等，實驗過程專業性要求高、操作復雜、調整時間長、連接設備多、不能滿足現場分析的要求。潘遠江等人研發的敞開式電弧電離質譜（AEAI）技術（CN202011289117.8）和歐陽證等人發表的用于小型質譜儀的大氣壓電弧電離源及其檢測方法（ CN202010467900.2）提出了一種使用高壓等離子體交流電弧對樣品進行直接質譜分析的技術。該技術采用高壓等離子體交流電弧對樣品分子發生熱解析從而產生樣品離子，進而將離子送入質譜儀中進行檢測，可檢測非極性物質，但是其采用的交變電場使電離更復雜，且只能對固體粉末、膏體和液體樣品電離，難以對氣體形態目標分析物進行電離，存在便攜式不足、進樣方式單一復雜的不足。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術存在的缺陷，提供一種便攜式直流高壓電弧電離源裝置及樣品分析方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種便攜式直流高壓電弧電離源裝置，包括腔體、低壓電源、升壓整流控制組件、便攜式直流高壓電弧電離源裝置離子生成組件和離子傳輸組件，低壓電源和升壓整流控制組件集成在腔體內部；

低壓電源用于提供能量源，升壓整流控制組件用于變換形成直流高電壓，離子生成組件對固體、液體和氣體三種形態樣品進行電離，離子傳輸組件將待測物離子傳輸到質譜儀進行檢測。

進一步，當電離的樣品為氣態或噴霧形態時，離子生成組件由殼體、兩個彈簧電極和兩根電極金屬絲組成，其中殼體使用插拔式的方式與腔體進行連接，彈簧電極安裝于下殼前端，電極金屬絲安裝在殼體內部，電極金屬絲末端位于殼體管道出口處，當殼體插入腔體前端時，彈簧電極可將升壓整流控制組件輸出端的正負極傳遞到兩根電極金屬絲末端。

進一步，當電離的樣品為固態或液體形態時，離子生成組件由殼體、兩個彈簧電極、電極金屬絲和電極板組成，其中殼體使用插拔式的方式與腔體進行連接，彈簧電極安裝于下殼前端，電極金屬絲首端安裝在殼體內部，連接高壓輸出負極的電極金屬絲末端置于殼體內部管道輸出口，連接高壓輸出正極的電極金屬絲末端與殼體外的電極板連接，當殼體插入腔體前端時，彈簧電極可將升壓整流控制組件輸出端的正負極傳遞到電極金屬絲末端和電極板上。

進一步，低壓電源為3- 12 V電池，升壓整流控制組件產生的等離子電弧是直流電弧，直流電弧的電壓有連續和脈沖兩種形式，電壓值在－50 kV -＋50 kV范圍內。

進一步，腔體為手持式空心體結構，由上蓋和下殼兩部分組成，上蓋和下殼通過緊定螺釘進行連接。